JPH11275907A - 作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地上に設置された発信部からの基準光線に基
づいて作業を行う作業車において、機体に支持される作
業装置を交換できるように構成する場合、受信部を取り
外したり、最初から受信部が取り付けられた作業装置を
用意しなくてもよいように構成する。 【解決手段】 地上に設置された発信部２６からの基準
光線Ｌを受信する受信部２５を機体に備え、機体に対す
る作業装置４の上下位置を検出する第１検出手段１３、
基準光線Ｌに対する機体の上下位置を検出する第２検出
手段、基準光線Ｌの位置と作業装置４の位置との上下間
隔Ｈ３を検出する第３検出手段を機体に備えて、第３検
出手段の検出値が設定値に維持されるように、作業装置
４を昇降操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農作物用の圃場や
建設現場の地面等を所定の平面（水平面や、水平面に対
して所定角度で傾斜した傾斜面）に、耕耘したり削った
りする作業車の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、地面を削るブレードを備えたブ
ルドーザにより建設現場の地面を所定の平面に削る構成
が、実開昭５４‐１５３７０５号公報に開示されてい
る。この構成では、機体に対してブレード（前記公報の
第１図中の３）を昇降操作自在に支持したブルドーザに
おいて、空間の所定面（例えば水平面）に沿って基準光
線を発信する発信部（前記公報の第１図中の７）を地上
に設置し、基準光線を受信する受信部（前記公報の第１
図中の６）を、ブレード（前記公報の第１図中の３）に
取り付けている。これにより、ブレードの受信部が基準
光線を一定高さで受信するように、ブレードが自動的に
昇降操作されて、地面が基準光線と平行に削られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の構成では受信部
がブレードに固定されているので、例えばブレードを機
体から取り外して別の作業装置を機体に取り付け、前述
と同様に基準光線に基づいて作業を行おうとすると、ブ
レードに取り付けられていた受信部を取り外して前述の
別の作業装置に取り付けたり、最初から受信部が取り付
けられた別の作業装置を用意しなければならない。本発
明は、地上に設置された発信部からの基準光線に基づい
て作業を行う作業車において、機体に支持される作業装
置を交換できるように構成する場合、受信部を取り外し
たり、最初から受信部が取り付けられた作業装置を用意
しなくてもよいように構成することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】［Ｉ］請求項１の特徴に
よると、地上に設置された発信部からの基準光線を受信
する受信部が、作業装置ではなく機体に備えられてお
り、受信部に基準光線が受信されることで、機体に備え
られた第２検出手段により基準光線に対する機体の上下
位置が検出される。さらに機体に対する作業装置の上下
位置を検出する第１検出手段が機体に備えられているの
で、第１及び第２検出手段の検出値に基づいて、機体に
備えられた第３検出手段により、基準光線の位置と作業
装置の位置との上下間隔が検出される。これにより、第
３検出手段の検出値が設定値に維持されるように、昇降
制御手段により支持機構を昇降作動させると、基準光線
に対して作業装置が所定位置に維持されて作業が行われ
る。

【０００５】以上のように請求項１の特徴によると、受
信部及び第１，２，３検出手段が機体に備えられている
ので、機体の支持機構に異なる作業装置を支持させて
も、これに関係なく基準光線の位置と作業装置の位置と
の上下間隔を検出することができるのであり、基準光線
に対して作業装置を所定位置に維持して作業を行うこと
ができる。

【０００６】［ＩＩ］請求項２の特徴によると、請求項
１の場合と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えて
おり、これに加えて以下のような「作用」を備えてい
る。請求項２の特徴によると、地上に設置された発信部
からの基準光線を受信する受信部が、作業装置ではなく
機体に左右一対備えられている。このように左右の受信
部に受信される基準光線の位置の差により、機体に備え
られた第４検出手段によって、基準光線に対する機体の
左右傾斜角度が検出される。さらに機体に対する作業装
置の左右傾斜角度を検出する第５検出手段が機体に備え
られているので、第４及び第５検出手段の検出値に基づ
いて、機体に備えられた第６検出手段により、基準光線
に対する作業装置の左右傾斜角度が検出される。これに
より、第６検出手段の検出値が設定左右傾斜角度に維持
されるように、ローリング制御手段により支持機構をロ
ーリング作動させると、基準光線に対して作業装置が設
定左右傾斜角度に維持されて作業が行われる。

【０００７】以上のように請求項２の特徴によると、左
右一対の受信部及び第４，５，６検出手段が機体に備え
られているので、機体の支持機構に異なる作業装置を支
持させても、これに関係なく基準光線に対する作業装置
の左右傾斜角度を検出することができるのであり、基準
光線に対して作業装置を設定左右傾斜角度に維持して作
業を行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】［１］図１に示すように、前輪２
１及び後輪２２で支持された機体の前部にエンジン２
３、機体の後部にミッションケース３が備えられ、機体
の中央部の運転部がキャビン２４によって覆われて、作
業車の一例である農用トラクタが構成されている。

【０００９】農用トラクタの後部において図２及び図１
に示すように、ミッションケース３に上下揺動自在なト
ップリンク１と左右一対のロアリンク２が備えられ、ト
ップリンク１及びロアリンク２にロータリ耕耘装置４が
着脱可能に支持されている。ミッションケース３の上部
に、油圧シリンダ５により上下に揺動駆動される一対の
リフトアーム６が備えられ、一対のリフトアーム６とロ
アリンク２とが、リフトロッド７及び複動型の油圧シリ
ンダ８を介して連結されている。

【００１０】図５に示すように、油圧シリンダ５に対す
る３位置切換式の昇降制御弁１６が操作されて、油圧シ
リンダ５及びリフトアーム６によりロータリ耕耘装置４
が昇降操作される。油圧シリンダ８に対する３位置切換
式のローリング制御弁１７が操作されて、油圧シリンダ
８の伸縮操作によりロータリ耕耘装置４が、リフトロッ
ド７側のロアリンク２との連結点周りにローリング操作
される。

【００１１】［２］この農用トラクタにおいて、ロータ
リ耕耘装置４を圃場から設定高さに維持して耕耘深さＨ
４（図１参照）を一定に維持する第１耕深制御機能、機
体に対するロータリ耕耘装置４の高さを目標高さに維持
するポジション制御機能、及びロータリ耕耘装置４の左
右傾斜角度を設定左右傾斜角度に維持する第１ローリン
グ制御機能が、制御装置２７に備えられている。さら
に、第１耕深制御機能及び第１ローリング制御機能に加
えて、後述するような第２耕深制御機能及び第２ローリ
ング制御機能が、制御装置２７に備えられている。

【００１２】図５に示すように切換スイッチ１８が機体
に備えられており、切換スイッチ１８を第１位置Ａに操
作すると、第１耕深制御機能及び第１ローリング制御機
能が作動し、後述する第２耕深制御機能及び第２ローリ
ング制御機能が停止するのであり、切換スイッチ１８を
第２位置Ｂに操作すると、第１耕深制御機能及び第１ロ
ーリング制御機能が停止し、後述する第２耕深制御機能
及び第２ローリング制御機能が作動する。

【００１３】図１，２，５に示すように、ロータリ耕耘
装置４に上下揺動自在に後部カバー９が備えられ、ロー
タリ耕耘装置４に対する後部カバー９の上下角度を検出
することによりロータリ耕耘装置４の耕耘深さＨ４を検
出する耕深センサー１０が備えられており、耕深センサ
ー１０の検出値が制御装置２７に入力されている。機体
に対するリフトアーム６の上下角度を検出する角度セン
サー１３が、リフトアーム６の基部に備えられており、
角度センサー１３の検出値が制御装置２７に入力されて
いる。油圧シリンダ８の伸縮位置を検出するストローク
センサー１４、水平面に対する機体の左右傾斜角度Ｄ１
（図４参照）を検出する重錘式の傾斜センサー１５が備
えられており、ストロークセンサー１４及び傾斜センサ
ー１５の検出値が制御装置２７に入力されている。

【００１４】図５に示すように、耕深設定器１１、操作
レバー型式のポジション設定器１２及び傾斜設定器２０
が機体の操縦部に備えられており、耕深設定器１１で設
定される設定耕耘深さ（設定上下間隔）、ポジション設
定器１２で設定される目標高さ、及び傾斜設定器２０で
設定される設定左右傾斜角度が制御装置２７に入力され
ている。

【００１５】以上の構成により図６及び図７に示すよう
に、ポジション設定器１２を最低位置よりも高い位置に
操作していると（ステップＳ１）、ポジション制御機能
によって角度センサー１３の検出値（ステップＳ３）
が、ポジション設定器１２で設定される目標高さとなる
ように昇降制御弁１６が操作されて、油圧シリンダ５に
よりリフトアーム６が上下に揺動操作される（ステップ
Ｓ２，Ｓ４）。これと同時にローリング制御弁１７によ
り、油圧シリンダ８がリフトロッド７と同じ長さになる
ように操作されて、ロータリ耕耘装置４が機体に対して
平行に維持される（ステップＳ５）。従って、作業者が
ポジション設定器１２を操作することにより、ロータリ
耕耘装置４を任意の目標高さに昇降操作することができ
る。

【００１６】次に切換スイッチ１８を第１位置Ａに操作
している状態において、ポジション設定器１２を最低位
置に操作すると（ステップＳ１，Ｓ６）、第１耕深制御
機能により耕深センサー１０の検出値が、耕深設定器１
１で設定される設定耕耘深さとなるように昇降制御弁１
６が操作されて、油圧シリンダ５及びリフトアーム６に
より、ロータリ耕耘装置４が自動的に昇降操作される
（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９）。これにより、作業者が
耕深設定器１１を操作することによって、ロータリ耕耘
装置４の耕耘深さＨ４を任意に変更することができる。

【００１７】前述のように切換スイッチ１８が第１位置
Ａに操作され、第１耕深制御機能が作動している状態に
おいて、ストロークセンサー１４により油圧シリンダ８
の伸縮位置を検出することによって、機体に対するロー
タリ耕耘装置４の左右傾斜角度Ｄ２（図４参照）が検出
できるのであり（ステップＳ１１）、機体に対するロー
タリ耕耘装置４の左右傾斜角度Ｄ２と、傾斜センサー１
５の検出値とによって（ステップＳ１２）、水平面に対
するロータリ耕耘装置４の左右傾斜角度が検出される
（ステップＳ１３）。従って、第１ローリング制御機能
により、水平面に対するロータリ耕耘装置４の左右傾斜
角度が、傾斜設定器２０で設定される設定左右傾斜角度
となるようにローリング制御弁１７が操作されて、油圧
シリンダ８によりロータリ耕耘装置４が自動的にローリ
ング操作される（ステップＳ１０，Ｓ１４）。

【００１８】傾斜設定器２０はダイヤル式であり、水平
位置から右下り側及び左下り側に、任意に且つ連続的に
設定左右傾斜角度を設定変更できるように構成されてい
る。これにより、作業者が傾斜設定器２０を操作するこ
とによって、ロータリ耕耘装置４を水平状態に設定した
り、水平面から右下がり状態及び左下がり状態に設定し
たりすることができる。

【００１９】［３］次に、第２耕深制御機能について説
明する。図１及び図４に示すようにキャビン２４の上面
後部に、左右一対のレベルセンサー２５が設置されてい
る。レベルセンサー２５は図３に示すように、多数の受
光素子２５ａ（フォトダイオードやフォトトランジスタ
等）が縦方向に沿って一列状に配置されたものが、外側
の周方向に沿って３箇所配置されており、後述するレー
ザー光Ｌが東西南北の何れの方向から入射されても、レ
ベルセンサー２５がレーザー光Ｌを的確に受信できるよ
うに構成されている。

【００２０】図１に示すように、レーザー光Ｌを水平面
（所定の空間面に対応）に沿って発信するレーザー灯台
２６が、圃場の端部に設置されている。レーザー灯台２
６は三脚２６ａに支持される本体２６ｂに、ビーム状の
レーザー光Ｌを水平面に沿って発信する発信源（図示せ
ず）が備えられ、本体２６ｂの反射鏡やプリズムを縦軸
芯Ｐ１周りに回転させて、レーザー光Ｌを３６０度に亘
って旋回させるように構成されている。この場合、レー
ザー光Ｌを１分間に６００回旋回させる型式（６００ｒ
ｐｍ）、又はレーザー光Ｌを１分間に３００回旋回させ
る型式（３００ｒｐｍ）が使用される。

【００２１】以上の構成により図６及び図７に示すよう
に、切換スイッチ１８を第２位置Ｂに操作している状態
において、ポジション設定器１２を最低位置に操作する
と（ステップＳ１，Ｓ６）、図１及び図３に示すように
水平面に沿って発信されるレーザー光Ｌが、左右のレベ
ルセンサー２５に受信された際、多数の受光素子２５ａ
のうち、どの受光素子２５ａがレーザー光Ｌを受信した
かにより、レーザー光Ｌに対する機体の上下位置が検出
される。この場合、左（図２に示す油圧シリンダ８とは
反対側）のレベルセンサー２５の検出値に基づいて、図
１に示すようにレーザー光Ｌと角度センサー１３の位置
との上下間隔Ｈ２が検出される（ステップＳ１６）。

【００２２】図１に示す角度センサー１３により、機体
に対するリフトアーム６の上下角度を検出する場合、機
体に対するロータリ耕耘装置４の下端（耕耘爪の移動軌
跡における最下部）の上下位置が、角度センサー１３の
検出値を変数としたマップデータとして制御装置２７に
記憶されており、角度センサー１３の検出値に基づい
て、図１に示すように角度センサー１３の位置とロータ
リ耕耘装置４の下端との上下間隔Ｈ１が検出される（ス
テップＳ１７）。

【００２３】この場合、支持されるロータリ耕耘装置４
の種類や別の作業装置（図示せず）により、前述のマッ
プデータが異なっているので、支持されるロータリ耕耘
装置４の種類や別の作業装置（図示せず）に応じた複数
種類のマップデータが、制御装置２７に記憶されてい
る。従って、どのマップデータを使用するかは、支持さ
れるロータリ耕耘装置４の種類や別の作業装置に応じ
て、作業者が選択する。

【００２４】以上のようにして、角度センサー１３の位
置とロータリ耕耘装置４の下端との上下間隔Ｈ１、及び
レーザー光Ｌと角度センサー１３の位置との上下間隔Ｈ
２が検出されると、両方の上下間隔Ｈ１，Ｈ２の和によ
り、図１に示すようにレーザー光Ｌとロータリ耕耘装置
４の下端との上下間隔Ｈ３が検出される（ステップＳ１
８）。従って、第２耕深制御機能により、レーザー光Ｌ
とロータリ耕耘装置４の下端との上下間隔Ｈ３が設定上
下間隔に維持されるように昇降制御弁１６が操作され
て、油圧シリンダ５及びリフトアーム６によりロータリ
耕耘装置４が自動的に昇降操作される（ステップＳ１
９）。

【００２５】前項［２］に記載のように切換スイッチ１
８を第１位置Ａに操作していると、耕深設定器１１によ
り第１耕深制御機能の設定耕耘深さが設定される。これ
に対し、切換スイッチ１８を第２位置Ｂに操作している
と、耕深設定器１１により前述の第２耕深制御機能の設
定上下間隔を設定することができる（ステップＳ１
５）。従って、作業者が耕深設定器１１を操作すること
により、レーザー光Ｌとロータリ耕耘装置４の下端の上
下間隔Ｈ３を、任意に変更することができる。

【００２６】［４］次に、第２ローリング制御機能につ
いて説明する。前述のように切換スイッチ１８が第２位
置Ｂに操作され、第２耕深制御機能が作動している状態
において、図１及び図４に示すように水平方向に沿って
発信されるレーザー光Ｌが、左右のレベルセンサー２５
に受信されると、多数の受光素子２５ａのうち、どの受
光素子２５ａがレーザー光Ｌを受信したかによって、レ
ーザー光Ｌに対する機体の上下位置が検出される。これ
によって、左右のレベルセンサー２５において、レーザ
ー光Ｌに対する機体の上下位置の差により、レーザー光
Ｌに対する機体の左右傾斜角度Ｄ１が検出される（ステ
ップＳ２０）。

【００２７】前項［２］に記載のように、図２及び図５
に示すストロークセンサー１４により油圧シリンダ８の
伸縮位置を検出することによって、機体に対するロータ
リ耕耘装置４の左右傾斜角度Ｄ２（図４参照）が検出で
きる（ステップＳ２１）。従って、第２ローリング制御
機能により図４に示すように、機体に対するロータリ耕
耘装置４の左右傾斜角度Ｄ２が、レーザー光Ｌに対する
機体の左右傾斜角度Ｄ１と等しくなるように、ローリン
グ制御弁１７が操作されて、油圧シリンダ８によりロー
タリ耕耘装置４が自動的にローリング操作される（ステ
ップＳ２２）。これにより、ロータリ耕耘装置４がレー
ザー光Ｌと平行に維持されるのであり、ロータリ耕耘装
置４が水平状態に維持される。

【００２８】以上のように前項［３］の記載の第２耕深
制御機能、及び本項［４］に記載の第２ローリング制御
機能により、レーザー灯台２６から水平面に沿って発信
されるレーザー光Ｌと平行で、且つ、レーザー光Ｌから
上下間隔Ｈ３の位置に、ロータリ耕耘装置４で耕耘され
た面が形成される。

【００２９】［発明の実施の別形態］前述の「発明の実
施の形態」では、レーザー灯台２６から水平面に沿って
レーザー光Ｌが発信されるように構成されているが、水
平面に対し東西南北の何れかの方向に所定角度だけ傾斜
した面に沿って、レーザー灯台２６からレーザー光Ｌが
発信されるように構成してもよい。これによって、水平
面に対し東西南北の何れかの方向に所定角度だけ傾斜し
た面と平行で、この面から上下間隔Ｈ３の位置に、ロー
タリ耕耘装置４で耕耘された面が形成される。

【００３０】前述の「発明の実施の形態」の［４］に記
載の第２ローリング制御機能において、レーザー光Ｌに
対してロータリ耕耘装置４を平行に維持するのではな
く、レーザー光Ｌに対してロータリ耕耘装置４を設定左
右傾斜角度だけ傾斜した姿勢に維持されるように構成し
てもよい。この場合、図５に示す切換スイッチ１８が第
２位置Ｂに操作されている状態で、傾斜設定器２０によ
り前述の設定左右傾斜角度が設定されるように構成す
る。

【００３１】前述の「発明の実施の形態」において、図
７のステップＳ１７の角度センサー１３の検出値に耕深
センサー１０の検出値を加えて、角度センサー１３の位
置とロータリ耕耘装置４における後部カバー９の下端
（耕耘された土に接地する部分）との上下間隔を、図１
及び図７における上下間隔Ｈ１として検出するように構
成してもよい。これにより、上下間隔Ｈ３はレーザー光
Ｌとロータリ耕耘装置４における後部カバー９の下端
（耕耘された土に接地する部分）との上下間隔Ｈ３とな
り、図５に示す切換スイッチ１８が第２位置Ｂに操作さ
れている状態で、耕深設定器１１により設定上下間隔を
設定することにより、レーザー光Ｌとロータリ耕耘装置
４における後部カバー９の下端（耕耘された土に接地す
る部分）との上下間隔Ｈ３を、任意に変更することがで
きる。図１及び図２に示すトップリンク１及びロアリン
ク２に、別の種類のロータリ耕耘装置４を支持させた
り、ロータリ耕耘装置に代えてプラウ装置（図示せず）
を支持させるように構成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の特徴によると、地上に設置さ
れた発信部からの基準光線に基づいて作業を行う作業車
において、基準光線を受信する受信部を作業装置ではな
く機体に備えることにより、機体の支持機構に異なる作
業装置を支持させても、これに関係なく基準光線の位置
と作業装置の位置との上下間隔を検出し、基準光線に対
して作業装置を所定位置に維持して作業を行うことがで
きるようになって、作業車の作業性能を向上させること
ができた。

【００３３】請求項２の特徴によると、請求項１の場合
と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備えてお
り、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の
効果」を備えている。請求項２の特徴によると、基準光
線を受信する左右一対の受信部を作業装置ではなく機体
に備えることにより、機体の支持機構に異なる作業装置
を支持させても、これに関係なく基準光線に対する作業
装置の左右傾斜角度を検出し、基準光線に対して作業装
置を設定左右傾斜角度に維持して作業を行うことができ
るようになって、作業車の作業性能をさらに向上させる
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】農用トラクタ及びロータリ耕耘装置により圃場
を耕耘している状態を示す側面図

【図２】農用トラクタの後部及びロータリ耕耘装置の斜
視図

【図３】レベルセンサーの正面図

【図４】農用トラクタ及びロータリ耕耘装置により圃場
を耕耘している状態を示す背面図

【図５】耕深設定器、ポジション設定器、傾斜設定器及
び油圧シリンダ等の連係状態を示す図

【図６】圃場を耕耘する際の制御の前半の流れを示す図

【図７】圃場を耕耘する際の制御の後半の流れを示す図

【符号の説明】

１，２ 支持機構 ４ 作業装置 １３ 第１検出手段 １４ 第５検出手段 ２５ 受信部 ２６ 発信部 Ｈ３ 基準光線の位置と作業装置の位置との上下間
隔 Ｄ１ 基準光線に対する機体の左右傾斜角度 Ｄ２ 機体に対する作業装置の左右傾斜角度 Ｌ 基準光線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業装置を昇降自在に支持する支持機構
   と、地上に設置された発信部から空間の所定面に沿って
   発信された基準光線を受信する受信部とを機体に備え、 機体に対する前記作業装置の上下位置を検出する第１検
   出手段と、前記受信部に受信される前記基準光線に対す
   る機体の上下位置を検出する第２検出手段と、前記第１
   及び第２検出手段の検出値に基づいて前記基準光線の位
   置と前記作業装置の位置との上下間隔を検出する第３検
   出手段とを機体に備えて、 前記第３検出手段の検出値が設定上下間隔に維持される
   ように、前記支持機構を昇降作動させる昇降制御手段を
   機体に備えてある作業車。
2. 【請求項２】 作業装置を昇降自在及びローリング自在
   に支持する支持機構と、地上に設置された発信部から空
   間の所定面に沿って発信された基準光線を受信する左右
   一対の受信部とを機体に備え、 機体に対する前記作業装置の上下位置を検出する第１検
   出手段と、前記受信部に受信される前記基準光線に対す
   る機体の上下位置を検出する第２検出手段と、前記第１
   及び第２検出手段の検出値に基づいて前記基準光線の位
   置と前記作業装置の位置との上下間隔を検出する第３検
   出手段とを機体に備えて、 前記左右一対の受信部に受信される前記基準光線により
   前記基準光線に対する機体の左右傾斜角度を検出する第
   ４検出手段と、機体に対する前記作業装置の左右傾斜角
   度を検出する第５検出手段と、前記第４及び第５検出手
   段の検出値に基づいて前記基準光線に対する前記作業装
   置の左右傾斜角度を検出する第６検出手段とを機体に備
   え、 前記第３検出手段の検出値が設定上下間隔に維持される
   ように前記支持機構を昇降作動させる昇降制御手段と、
   前記第６検出手段の検出値が設定左右傾斜角度に維持さ
   れるように前記支持機構をローリング作動させるローリ
   ング制御手段とを備えてある作業車。